Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79085
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorAssistant Professor Dr. Nirut Pussadee-
dc.contributor.authorสิรวุฒิ เนตยานันท์en_US
dc.date.accessioned2023-10-19T01:33:48Z-
dc.date.available2023-10-19T01:33:48Z-
dc.date.issued2563-10-06-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79085-
dc.description.abstractInertial focusing in microfluidic systems has been increasingly interested recently due to its capability of manipulating and separating particles flowing in microfluidic systems. One of the crucial parameters affecting equilibrium positioning of a particle in the inertial focusing is the carrying fluid’s viscosity. Viscosity of a fluid property that describes resistance to flow of the fluid due to interaction between fluid molecules. Obtaining the fluid viscosity value is of importance in medical and industrial fields. This work proposes applying microfluidics along with inertial focusing insights in determining viscosity of small needed volume fluid by studying the relationship between particle’s equilibrium position in direction perpendicular to the flow and the flow viscosity. In the study, 15 µm polystyrene microspheres were flowed along with propylene glycol and deionized water solution of various concentrations in a 100 µm square cross section microchannel of 4.7 cm long at different fluid flow speeds to study effects of flow parameters on particle’s equilibrium position. Additionally, particle’s trajectory and equilibrium position in particle inertia focusing phenomenon was simulated using COMSOL Multiphysics software with Laminar Flow and Particle Tracing for Fluid Flow module for measuring a change of particle equilibrium position due to changes of fluid viscosity and fluid speed. From the results of the study, it was found experimentally that for the solution concentrations of 0%, 10%, 20%, and 30% and the fluid flow speeds equivalent to 50, 75, 100, and 125 ms/step stepping motor pumping period, the polystyrene particles’ equilibrium positions range from 34.5 - 36.25 µm while the results of the simulations with the same initial conditions yield equilibrium positions in the range of 27.5 -35 µm. The 1-8 µm difference between the real experiment and simulation could stem from the exclusion of interaction between particles in the flow from the simulation. The small amount added surfactant to alleviate particles agglomeration could also affect the effective fluid viscosity.en_US
dc.language.isootheren_US
dc.publisherเชียงใหม่ : บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่en_US
dc.titleการพัฒนาระบบไมโครฟลูอิดิกส์เพื่อหาค่าความหนืดของของไหลโดยวิธีการโฟกัสอนุภาคแบบเฉื่อยen_US
dc.title.alternativeMicrofluidic system development for fluid viscosity determination using particle’s inertial focusing methoden_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.thashการไหลแบบหนืด-
thailis.controlvocab.thashความหนืด-
thailis.controlvocab.thashพลศาสตร์ของไหล-
thesis.degreemasteren_US
thesis.description.thaiAbstractการโฟกัสอนุภาคแบบเฉื่อยในระบบไมโครฟลูอิดิกส์ในรับความสนใจอย่างแพร่หลายเนื่องจากความสามารถในการควบคุมและแยกอนุภาคในระบบไมโครฟลูอิดิกส์ ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อปรากฏการณ์ดังกล่าวคือความหนืดของของไหลที่พาอนุภาคให้ไหลไปในท่อการไหล ความหนืดเป็นคุณลักษณะเฉพาะของของไหลที่บ่งบอกถึงสภาพความต้านทานของการเคลื่อนที่ของของไหลซึ่งเป็นผลมาจากอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลในของไหล การทราบค่าความหนืดของของไหลมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับงานหลาย ๆ ด้าน เช่น ทางการแพทย์หรือทางอุตสาหกรรม งานวิจัยนี้ได้เสนอแนวคิดการประยุกต์ใช้ระบบไมโครฟลูอิดิกส์โดยอาศัยองค์ความรู้เรื่องการโฟกัสอนุภาคแบบเฉื่อยที่ใช้ในการวัดความหนืดของของไหลที่มีปริมาณเพียงเล็กน้อย ด้วยการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งสมดุลของอนุภาคในแนวตั้งจากกับการไหลกับความหนืดของของไหลนั้น โดยในการศึกษานี้ได้ให้อนุภาคโพลิสไตรีนขนาด 15 µm ไหลไปกับสารละลายโพรพีลีนไกลคอลในน้ำขจัดไอออนที่ความเข้มข้นต่าง ๆ ในท่อการขนาดพื้นที่หน้าตัดสี่เหลี่ยมจตุรัสขนาด 100 µm ยาว 4.7 cm ที่อัตราการไหลของสารละลายต่าง ๆ นอกจากนี้ยังได้ทำการสร้างแบบจำลองการไหลของอนุภาค ดังกล่าวในท่อการไหล โดยใช้โปรแกรม COMSOL Multiphysics โมคูล Laminar Flow และ Particle Tracing เพื่อศึกษาแรงที่กระทำต่ออนุภาคจากพารามิตอร์การไหลต่าง ๆ โดยจากการทดลองอนุภาคทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 µm และของไหลเป็นสารละลายที่ความเข้มข้น 0%, 10%, 20%, และ 30% อัตราเร็วของของไหลเทียบเท่ากับปั๊มที่มีคาบ 50, 75, 100 และ 125 ms/step พบว่าอนุภาคโพลิสไตรีนมีตำแหน่งสมดุลที่ตำแหน่ง 34.5 µm ถึง 36.25 µm ในขณะที่ตำแหน่งสมดุลของอนุภาคในท่อการไหลจากการจำลอง มีค่าอยู่ในช่วง 27.5 µm ถึง 35 µm โดยพบว่าผลการทดลองและผลจากแบบจำลองมีความแตกต่างของตำแหน่งสมดุลของอนุภาคอยู่ในช่วง 1 µm - 8 µm ทั้งนี้เนื่องจากแบบจำลองไม่ได้คำนึงถึงอันตรกิริยาระหว่างอนุภาคที่ไหลไปในท่อ นอกจากนี้การใส่สารลดความตึงผิวลงไปในสารละลายแม้เพียงล็กน้อยอาจส่งผลให้ความหนืดของสารละลายเปลี่ยนแปลงได้ อย่างไรก็ตามผลจากการศึกษาชี้ให้เห็นว่าความหนืดมีผลต่อตำแหน่งสมดุลของอนุภาค เมื่อควบคุมให้ปัจจัยอื่น ๆ คงที่ ผลจากการศึกษาในครั้งนี้สามารถนำไปต่อยอดหาความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดของของไหลอื่น ๆ กับตำแหน่งสมดุลของอนุภาคในระบบไมโครฟลูอิดิกส์ได้en_US
Appears in Collections:SCIENCE: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
600531040 สิรวุฒิ เนตยานันท์.pdf5.65 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.